Captacion de Agua Planeacion

Aplicacin de Tcnicas de Captaciones de Aguas Lluvia en Predios de Secano para Forestacin. Perret, S. Wrann, Jy Andrade, F. Manual 25. Proyecto de Desarrollo de las Comunas Pobres de la Zona de Secano (Prodecop-Secano).Subgerencia de Silvicultura. Instituto Forestal. Santiago Chile. Agosto 2000.

APLICACIN DE TCNICAS DE CAPTACIN DE AGUAS LLUVIA EN PREDIOS DESECANO PARA FORESTACIN

Perret, S., Wrann, J, y Andrade, F.Manual N25

Proyecto de Desarrollo de las Comunas Pobres de la Zona de Secano (Prodecop-Secano)

Subgerencia de SilviculturaInstituto Forestal

Agosto 2000

Este manual, aunque incorpora aspectos empricos importantes, adolece de unaingeniera de diseo para este tipo de obras. Aun ms; establecerecomendaciones que, desde una perspectiva hidrolgica, son al menosdiscutibles, toda vez que no existe un estudio que permita, a travs de las curvasde intensidad-duracin-frecuencia estimar una intensidad de precipitacinasociada a un periodo de retorno y a un tiempo de duracin.

Otro elemento importante del que adolece el manual, es la aplicacin delconcepto de escorrenta, dado que este trmino ese muy difcil de ser inferido apartir de la informacin existente hoy en Chile. De igual forma, este conceptonecesita de informaciones puntuales de calidad, las cuales, no existen en el pas,ni menos en las zonas ridas y semiridas. Por ello, es recomendable desde unaperspectiva hidrolgica utilizar coeficientes altos y no los valores querecomienda el Infor, porque ello no asegura un diseo adecuado.

No obstante lo anterior, el manual desarrollado por Infor entrega interesantesaportes a cerca del tipo de obras que pueden ser utilizadas y a su aplicabilidad enzonas ridas y semiridas, las cuales se podran ver complementadas con lainformacin que podra generar este proyecto y las recomendaciones de diseo eingeniera de construccin que se derivarn del mismo.

1. Objetivo

Manual que describe 5 tcnicas de captacin de aguas lluvias aplicadas en Chile y cuyo objetivoes contribuir al eficiente aprovechamiento del recurso hdrico generado a partir de la escorrentasuperficial.


2. Metodologa

Este manual describe diferentes tipo de colectores basado en diversos estudios realizados fueradel pas y en experiencias desarrolladas por Infor dentro del pas. Los colectores son lossiguientes:

Surcos en media luna Trincheras o surcos Terraza con muro de piedra, de forma rectangular o de semicrculo Canaletas de desviacin

2.1 Surcos de media luna

Aptos para las zonas de mayor pendiente (hasta 25%). Tambin se pueden utilizar en pendientesmenores y para la captacin de escorrenta en laderas. En este tipo de colectores se establecehabitualmente de uno a tres rboles.

Puede ser una forma semicircular o de un sector circular menor al semicrculo. En el sector de lacircunferencia se levanta un camelln de suelo y piedras, productos del surco interior. En algunoscasos se puede hacer un surco en la parte interior o bien hacer una zanja en toda la superficieinterior del colector. Un tamao habitual de este colector es de 4 m de dimetro o de la cuerda yse usa para la plantacin de un solo rbol. Si el dimetro o la cuerda es de 6 m, se puedenestablecer hasta 3 ejemplares. La capacidad de almacenamiento de agua est dada principalmentepor las dimensiones del surco o de la zanja, para evitar que el camelln tenga que soportar todo elvolumen de agua interior.

Este colector tiene la ventaja de ser el menor costo, pues requiere una menor cantidad de mano deobra. Se construye mayoritariamente en forma manual, pero puede establecerse con maquinaria,tractor oruga con pala o bien con una retroexcavadora. La construccin se realiza con la tierraexistente dentro del rea comprendida entre los arcos concntricos, formndose un surco queservir como acumulador de agua. La planta se establece a media altura del camelln en el ladointerno junto al surco o zanja. Algunos tamaos de colectores con sus respectivos rendimientosde construccin se muestran en el cuadro a continuacin:

Tabla 1Tamaos y rendimientos de colectores

Dimetro del colector(m)

Densidad(N plantas/colector)

Rendimiento(jornadas/unidad)

6 3 0,855 2 0,504 1 0,40


Figura 1Vistas de planta y perfil de surco de media luna

Figura 2Surco en media luna

Figura 3Surco en media luna


2.2 Trincheras o surcos

An cuando presentan aspectos distintos, la trinchera y el surco pueden considerarse como elmismo colector, formado por una zanja o surco y un camelln recto en la parte inferior de lapendiente. En el caso de la trinchera, la zanja tiene un ancho mayor que el del surco. La trincheraconsiste en una excavacin rectangular de 1 a 2 m de ancho, dependiendo si se aplica en unterreno de mayor o menor pendiente respectivamente, dentro de los lmites aconsejables deaplicacin. El largo puede ser variable, pero es aconsejable no sobrepasar lo 10 m, para evitarreparaciones muy costosas en caso de escorrentas mayores de las estimadas. La zanja o surcocomienza desde el nivel del suelo para llegar gradualmente hasta una profundidad de hasta 30cm. El material extrado, suelo y piedras, seacumula en el borde inferior de la pendiente enforma de camelln.

Al igual que en el surco de media luna, se recomienda establecer la planta a media altura en elcamelln, para s tener mayor humedad y suelo removido. El nmero de plantas puede ser hasta 5para una trinchera o surco de 10 m de largo.

Normalmente, se usa una distancia mnima de 2 m entre rboles.

Figura 4Vistas de planta y perfil de trinchera o surco

Figura 5Trinchera, comuna de Illapel


Figura 6Trinchera, comuna de Illapel

2.3 Terraza con muro de piedra

La terraza puede ser forma rectangular, de hasta 3m de ancho y perpendicular a la pendiente; obien de forma de media luna, semicircular o como de un sector circular. En los permetroslaterales e inferiores, en el sentido de la cada de la pendiente, se levanta un muro de piedra de 1m de espesor que forma la base exterior e inferior de la terraza. Adems, se construye en lospermetros externos un pequeo muro de hasta 30 cm de alto, y espesor de 1 m para podercontener mayor escorrenta. En los bordes externos se recubre con una tela plstica paraimpermeabilizar el muro, logrando as acumular mayor volumen de agua y dirigir la humedadhacia los horizontes inferiores del suelo. A diferencia del mtodo anterior, se genera un rea deinfiltracin mayor y, a la vez, se prolonga el tiempo de disponibilidad de agua para las plantasque estn en esa rea.

Figura 7Vistas de planta y perfil de una terraza

con muro de piedra de 8 metros de largo


Figura 8Marcacin de terraza con muro de piedras

Figura 9Terraza en media luna para captacin de escorrenta de quebrada adjunta

2.4 Canaletas de desviacin

Son zanjas de 50 cm de ancho y 30 cm de profundidad que se construyen a partir de quebradas,en cuyo eje longitudinal se localizan tazas de plantacin de 2 m * 2 m o similar, cada ciertadistancia, que puede ser cada 5 m. La canaleta capta la escorrenta de la quebrada, pero tambinde la ladera. La pendiente de la zanja no debe exceder el 1% para evitar erosin. Si las canaletasse establecen en terrenos con pendientes de ms de 15%, se corre el riesgo de erosin pordesmoronamiento de las paredes laterales. En todo caso, es recomendable establecer piedras en elcauce cada 5 m para disminuir la escorrenta e incluso construir la canaleta con piedras en losbordes. Las canaletas se construyen en forma manual: Tienen la ventaja de captar escorrenta dela quebrada y a la vez de la ladera.


Figura 10Diseo canaletas de desviacin

Figura 11Dique hecho manualmente en la quebrada y canaleta de desviacin

Figura 12Canaleta de desviacin con casilla de plantacin


2.5 Limn

El limn es un colector de mayor tamao y consiste en un semicrculo o sector circular plano conun borde de suelo y piedras. Normalmente la pared de los bordes tiene 3 m en la base, 1 m de latoy 1 m en la corona.

Debido a la superficie del limn, normalmente mayor a 80 m2, es apto solamente para lugares depoca pendiente (hasta 8%) y para captacin externa o de avenidas de agua. En la construccin sedebe hacer un desage a partir de la cota mxima de coleccin de agua para evitar rupturas en lapared en casos de grandes escorrentas. Generalmente, un limn es para establecer un conjunto dems de 30 rboles. Por ejemplo, en un limn de 90 m2 se pueden establecer hasta 30 ejemplares.

En 1995, el Instituto Forestal construy un colector de este tipo en la quebrada Ilta, comunidadagrcola de Tunga Norte, Provincia de Choapa, para el cual se utiliz una retroexcavadora. Elmdulo consiste en desviar el agua proveniente de la quebrada, lugar donde se produce laconcentracin y conduccin natural del agua, la cual es encauzada hacia colectores porintermedio de un dique. La superficie de plantacin utilizada en el ensayo (90 m2) tiene unacapacidad para 9 plantas. La pendiente transversal es 0% y el muro de tierra es de formatrapezoidal con 3 m en la base y 1 m en el tope. Adems cuenta con un aliviadero de 20 cm dedimetro a 30 cm de altura. Dado que este tipo de colector es de gran tamao, requiere contarcon una gran superficie de captacin para asegurar la disponibilidad de agua necesaria.

Figura 13Vistas de planta y perfil de un limn


Figura 14Limn en el desierto de Negev (Israel)

Figura 15Limn con plantacin de Eucalyptus cladocalyx de 1 ao de edad

3. Diseo de una plantacin

En el diseo de la plantacin se consideran los siguientes elementos: densidad de la plantacin,que estar determinada por el nmero de colectores por hectrea y el nmero de rboles porcolector. El nmero de colectores depender de la relacin de la superficie de captacin con la decoleccin.

Para seleccionar la ubicacin de los colectores se deber considerar las restricciones de pendientepara cada tipo de colector y las captaciones de escorrenta que se desea hacer, de laderas o dequebradas. De esta manera se puede anotar la siguiente distribucin en una microcuenca:

a) En sectores de mayor pendiente, hasta un 25%: surcos en media luna.b) En sectores de pendiente intermedia 10 a 15%: surcos en media luna, trincheras o surcos,

canaletas de desviacin, terrazas con muro de piedra.c) En sectores con pendientes de hasta 10%: terrazas con muro de piedra, trincheras o

surcos, y canaletas de desviacin.d) En sectores de pendiente menor y hasta un 8%: limn, surcos en media luna, trincheras o

surcos, canaletas de desviacin, terrazas con muro de piedra.


Figura 16Diseo de una plantacin con diferentes tipos de colectores

4. Estndares de costos de establecimiento de colectores para la forestacin

A continuacin se entregan estndares de costos segn tipo de colectores para plantacin.

4.1 Escurrimiento de laderas:

Terrazas: Las terrazas de alrededor de 10 m2 en laderas han demostrado buenos resultados parael establecimiento inicia, sin embargo, son de un costo de construccin muy alto, con valores deUS$ 2.640/ha.

Item Costo (US$)Mano de obra: 8 jornales * US$ 11,0/jornada 88,0Materiales: plstico protector 10 m2 8,0Total (1 terraza con 5 plantas) 96,01 hectrea: 20 terrazas 1.920,0


Surcos manuales en media luna: Surcos en media luna con una superficie de 10 m2 paraestablecer 3 plantas.

Item Costo (US$)Mano de obra: 0,85 jornales * US$ 11,0/jornada 9,41 hectrea: 34 surcos 318,0

Zanjas manuales de coleccin rectangulares: zanjas con una superficie de 10 m2 paraestablecer 3 plantas.

Item Costo (US$)Mano de obra: 1,0 jornales * US$ 11,0/jornada 11,01 hectrea: 34 zanjas 374,0

4.1 Escurrimiento de quebradas:

Canaletas de desviacin: El costo unitario se refiere a 50 m de canaletas de desviacin quealimentan tazas de plantacin individual, dispuestas cada 5 m en el surco, para plantar 10 rboles.

Item Costo (US$)Mano de obra: 5 jornales * US$ 11,0/jornada 55,01 hectrea: 500 m de canaletas para plantar 100 rboles 550,0

Limanes:

Limn construido en forma manual de 20 m2 para establecer 8 rboles.

Item Costo (US$)Mano de obra: 15 jornales * US$ 11,0/jornada 165,0Materiales: 20 m2 de plstico 16,01 hectrea: 6 limanes 1.086,0

Limn construido en forma mecanizada de 80 m2 para establecer 25 rboles. El nmero delimanes posibles de establecer depende de las condiciones fisiogrficas y topogrficas. Nosiempre es posible establecer uno o ms por hectrea.

Item Costo (US$)Mano de obra: 14 jornales * US$ 11,0/jornada 154,0Operacin de tractor agrcola con retroexcavadora(4 horas)

148,0

1 hectrea: 1 limn 302,0


Tabla 2Estimacin de costos para la forestacin con cosecha de aguas lluvias y colectores

Tipo de colector Cantidad(N colectores/ha)

Densidad plantacin(rboles/ha)

Costo(US$/ha)

Tipo manual Terraza en ladera 10 m2 20 100 1.920 Surcos en medialuna 34 102 312 Zanjas 34 102 374 Canaletas de desviacin 50 m 10 100 550 Limn 20 m2 6 48 1.086

Tipo mecanizado Limn 80 m2 1 25 302

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